都知道，肝臟具有很強(qiáng)的再生能力。對受損的肝臟來說，“新生”肝細(xì)胞無異于救兵?？蛇@些“救兵”從哪兒冒出來，科學(xué)家們一度摸不著頭腦，究其原因，沒有趁手的觀察“武器”。牛年元宵，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)周斌研究組就拿出了一項(xiàng)“?！背晒_發(fā)了一種可以長時(shí)間不間斷捕捉細(xì)胞增殖的新技術(shù)：ProTracer，利用該技術(shù)他們發(fā)現(xiàn)了成體肝臟中新生肝細(xì)胞的來源。這項(xiàng)成果在北京時(shí)間今天凌晨登上了國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)。

　　拒絕“盲人摸象”

　　肝臟是人體內(nèi)重要的代謝器官，它的主要功能細(xì)胞是肝細(xì)胞。肝臟一旦受損，需要“新生”肝細(xì)胞才能完成功能修復(fù)。肝臟的基本單位是肝小葉，肝小葉中的肝細(xì)胞通過自我增殖產(chǎn)生新的肝細(xì)胞。每個(gè)肝小葉可以分為多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域中的肝細(xì)胞“不盡相同”，可增值能力哪家強(qiáng)，科學(xué)家們各持己見，誰也沒法說服誰。值得一提的是，在《科學(xué)》125歲生日的時(shí)候，期刊推出了125個(gè)最前沿的科學(xué)問題，其中一條恰是“器官再生機(jī)制是什么?”

　　以往有關(guān)肝細(xì)胞來源的研究，都依賴單個(gè)分子標(biāo)記，來追蹤肝臟中某一肝細(xì)胞亞群，再觀察這個(gè)亞群的擴(kuò)增情況?！斑@就好像盲人摸象，觀察的是事物的局部而非整體?！敝鼙蟠虮确秸f。

　　自2011年歸國后，周斌長期耕耘于“細(xì)胞命運(yùn)”領(lǐng)域的研究探索。去年，他還因在譜系示蹤技術(shù)方面的成果，被授予第二屆科學(xué)探索獎(jiǎng)。

　　從照相機(jī)到攝像機(jī)

　　“傳統(tǒng)檢測細(xì)胞增殖的方法就像照相機(jī)，只能檢測某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞增殖，并且無法對各類細(xì)胞的增殖做精準(zhǔn)區(qū)分?！敝鼙蠼榻B。肝細(xì)胞增殖速率較為緩慢，而肝臟中其他類型的細(xì)胞比如巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生增殖的速率又相對較快。利用傳統(tǒng)方法檢測細(xì)胞增殖，肝細(xì)胞增殖信號(hào)很容易被其他細(xì)胞增殖信息“屏蔽”。

　　課題組意識(shí)到，若要準(zhǔn)確尋找到新生肝細(xì)胞的來源，需要在肝臟整體水平上檢測所有肝細(xì)胞的增殖情況，也就是讓“照相機(jī)”進(jìn)化成長時(shí)程、不間斷“拍攝”，并且用信噪比和分辨率高的“攝像機(jī)”。

　　要完成這個(gè)“鳥槍換炮”的工程，課題組想，如果將同源重組過程中的可誘導(dǎo)性，變成持續(xù)性，整個(gè)系統(tǒng)依然可控，這個(gè)方法或許可行。在前期工作的基礎(chǔ)上，課題組開發(fā)了一種能夠捕捉細(xì)胞增殖的錄像機(jī)——ProTracer。這臺(tái)錄像機(jī)有點(diǎn)厲害，“待機(jī)”時(shí)間長——可以在長時(shí)間內(nèi)不間斷地追蹤細(xì)胞增殖，定位精度高——追蹤某一特定細(xì)胞類群的細(xì)胞增殖。“以前的技術(shù)就像滿天繁星中尋找其中一兩顆，而ProTracer能讓目標(biāo)細(xì)胞被打上聚光燈，成為‘夜空中最亮的仔’?！?/p>

　　新技術(shù)應(yīng)用前景廣

　　工欲善其事，必先利其器。有了趁手的“武器”，課題組在小鼠實(shí)驗(yàn)中，利用這項(xiàng)技術(shù)，給增殖的肝細(xì)胞打上“唯一標(biāo)記”，經(jīng)過長達(dá)數(shù)周至數(shù)月的“密切”追蹤，最終發(fā)現(xiàn)成體肝臟中新生肝細(xì)胞主要來源于肝小葉中間區(qū)域的肝細(xì)胞。

　　據(jù)介紹，這項(xiàng)研究通過全新的視角和技術(shù)手段，直觀展現(xiàn)了所有肝細(xì)胞類群的增殖情況，揭示了成體肝臟在生理穩(wěn)態(tài)和損傷再生過程中肝細(xì)胞的來源，為肝臟損傷修復(fù)再生研究開辟了新思路，為肝臟疾病的治療提供了新的理論基礎(chǔ)。

　　而“新式武器”ProTracer技術(shù)長時(shí)間不間斷檢測和特異性標(biāo)記的兩大優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了不犧牲樣品直接活體檢測細(xì)胞增殖，從多個(gè)維度提高了細(xì)胞增殖檢測的能力和范圍，可以廣泛應(yīng)用于不同組織器官細(xì)胞增殖的檢測?！氨热缧募〖?xì)胞的增殖，在體外很容易觀察，有了這項(xiàng)技術(shù)，體內(nèi)促再生時(shí)，就能檢測到了?！贝送?，ProTracer還為發(fā)育生物學(xué)、腫瘤學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和再生醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域的研究提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。

　　這一研究成果也讓國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜屹澆唤^口。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院艾瑪·安德森評(píng)價(jià)該工作“開發(fā)了非常有趣新穎的追蹤細(xì)胞增殖的新技術(shù)，揭示了肝臟在生理穩(wěn)態(tài)和不同損傷狀態(tài)下肝細(xì)胞的來源”。國家肝癌科學(xué)中心的王紅陽院士認(rèn)為“ProTracer技術(shù)具有廣泛的實(shí)用性，可以拓展到人體多種組織器官中有關(guān)細(xì)胞增殖、起源等的研究” 。

　　原載于新民客戶端 2021年2月26日

　　作者：郜陽